水产养殖自动化范文

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篇1

中图分类号：S951.2 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）08-0001-04

物联网是物联化、互联化、智能化的网络，能够将信息的获取延伸到池塘的每一个角落，并通过信息网络实现更广域的互联互通[1]。农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用。物联网技术正在逐步改变传统水产养殖业亲自到池塘边进行观察、采集、检测获取环境信息和现场管理的模式。传统模式不但耗时长，还会造成生产措施的延后，造成一定的经济损失。本文提出并构建了水产养殖生产过程中的4个系统：水产养殖环境监控系统、水产品健康养殖智能化管理系统、水产养殖对象个体行为视频监测系统、“气象预报式”信息服务系统。其中，水产养殖环境监控系统是对养殖环境的测控；水产品健康养殖智能化管理系统可以进行精细投喂和水产品的疾病诊断；水产养殖对象个体行为视频监测系统可以对水产品个体行为进行远程测控，进行动物行为诊断；“气象预报式”信息服务系统可以为水产养殖进行天气预报式的预测和采取防范措施。水产物联网可以有效解决传统水产养殖在养殖业中的不足，实现降低养殖风险、提高水产质量和水质的目标。

1我国水产养殖现状与对物联网技术的需求

我国是水产养殖大国，同时又是一个水产弱国。水产养殖业主要沿用消耗大量资源和粗放式经营的传统方式[2]。水产养殖产量占到了全世界的73%。养殖过程中不合理投喂和用药极大地恶化了水质环境，影响水产品质量，加剧水产病害的发生，使得水产品质量安全、水环境污染、养殖风险等问题非常严重[3]。同时，缺少水产养殖规范，虽然农业部制定了一批无公害水产养殖的规范，但是由于我国水产养殖的现状无法确切地执行，导致养殖过程中无法按照标准规程实行喂养、渔药等[4]。

当前在水产养殖过程中对物联网技术的需求突出表现在以下4个方面：①水产品养殖场缺乏有效信息监测技术和手段，水质在线监测和控制水平低，实现对水质和环境信息的实时在线监测、水质异常报警与预警等是迫切需求；②国内水产养殖相关传感器应用较多，但存在稳定性差、准确性低、维护成本较高的问题；③水产品病害发生情况严重，相关技术人员缺乏，实现水产品精细喂养与疾病预测、建设水产品健康养殖智能化管理系统将在一定程度上解决这个问题；④目前尽管有农业网站、农林电视节目等资源，但没有将信息充分整合到一起，养殖户也缺乏“天气预报式”的服务。

2水产养殖物联网系统总体架构（图1）

针对水产品养殖场缺乏有效信息监测技术和手段，水质在线监测和控制水平低等问题，采用智能水质传感器、无线传感网、3G、IPV6、智能控制等技术，建设水产养殖环境监控系统，实现对水质和环境信息的实时在线监测、水质异常报警与预警，通过无线传感网、互联网、通信网等信息传输通道，以计算机、手机等不同的终端设备，将水质异常报警信息及水质预警信息及时通知养殖管理人员和专业技术人员。同时根据水质监测结果，实时调整控制措施，自动启动增氧机等控制设备，保持水质稳定，为水产品创造健康的水质环境，确保水产品养殖的环境安全。

2.1水产养殖环境监控系统

主要包括以下几个方面的建设内容：

2.1.1基于智能感知技术的水质及环境信息智能感知技术采用具有自识别、自标定、自校正、自动补偿功能的智能传感器，对水质和环境信息进行实时采集，全面感知养殖环境的实际情况。

2.1.2基于无线传感器网络的水质及环境信息无线传输技术当前无线传感网络对环境的监控基本处于成熟阶段[5，6]，可运用无线通信技术、嵌入式测控技术和计算机技术，实现短距离通讯和无线通信；研制系列无线采集节点、无线控制节点和无线监控中心，开发无线网络管理软件，构建适合集约化水产养殖应用的水质及环境信息无线传输系统，将有效解决水产养殖领域应用覆盖范围大、能耗约束强、环境恶劣和维护能力差等条件下信息的可靠传输难题。

2.1.3水质管理决策模型建设水质好坏影响水产品的生长速度和健康水平，最终影响水产品的质量，严重的会导致水产养殖的重大损失。养殖环境信息、水质信息、养殖措施和养殖生物量间的定量关系描述是水产养殖数字化、精细化管理的前提和难题。本系统将根据气温对水温的影响，饵料及水产品的代谢物对养殖水体pH值的影响，养殖密度对日增重量、日生长量和成活率的影响，水体增氧对养殖水体中溶氧量和氨氮的影响，氨氮、亚硝态氮对化学需氧量（COD）的影响，氨氮、亚硝态氮对葡萄糖吸收能力的影响，残饵、粪便对水质的影响等，建立水质参数预测、生物增长等系列定量关系动力学模型，解决水质动态预测问题，为水质预警控制、饲料投喂和疾病预防预警提供数据支持。

2.1.4基于智能控制技术的环境设备控制技术针对现有养殖设备（如增氧机）工作效率低、能耗高、难以用精确数学模型描述等问题，通过分析研究控制措施与参数动态变化规律，动态调整环境控制措施，实现养殖设备的智能控制，以降低能量消耗，节约成本。

2.2水产品健康养殖智能化管理系统

整合水产品精细喂养与疾病预测、诊断决策等子系统，建设水产品健康养殖智能化管理系统，形成一套包括硬件装置和软件系统的集约化水产养殖场健康养殖数字化平台，实现水产养殖全过程可视化、自动化、科学化管理。主要建设内容包括：

2.2.1水产品精细投喂智能决策系统依水产品在各养殖阶段营养成分需求，根据各养殖品种长度与重量的关系，光照度、水温、溶氧量、养殖密度等因素与鱼饵料营养成分的吸收能力、饵料摄取量的关系，借助养殖专家经验建立不同养殖品种的生长阶段与投喂率、投喂量间定量关系模型。利用数据库建库技术，对水产品精细饲养相关的环境、群体信息进行管理，建立适合不同水产品的精细投喂决策系统，解决喂什么、喂多少、喂几次等精细喂养问题，精细投喂系统也可以为水产品质量追溯提供基础数据。

2.2.2自动化投饲系统利用监控软件和网络技术，通过局域网、手机等工具，实现远程异地监控。在人员不在养殖现场的情况下，能实时掌握投料情况、养殖产品的进食情况。利用远程控制系统，进行定时定量精准投喂控制，实现自动化定时精准投料养殖，减少饲料损耗。在相对集中的养殖场所建立监控平台，在零星养殖场所可通过手机进行监控。

2.2.3水产品疾病诊治系统水产品用药很多，要对症下药才可以[7]。从水产品疾病早预防、早诊治的角度出发，在对气候环境、水环境和病源与水产品疾病发生关系研究的基础上，确定各类病因预警指标及其对疾病发生影响的可能程度，建立水产品预警指标体系，根据预警指标的等级和疾病的危害程度，建立水产品疾病预警模型；建立疾病诊断推理网络关系模型，建立水产品典型病虫害图像特征数据库，实现水产品疾病的早预防、及时预警和精确诊治。

2.3水产养殖对象个体行为视频监测系统

养殖场视频监控系统主要实现对水产品养殖环境的远程监测管理。现代水产养殖场采用全封闭管理方式，有利于水产品的安全生产，可有效杜绝外界环境对水产品的不利影响，为了方便外界人员观看水产品养殖加工的实时情况，在水产养殖及加工场地内设置可移动的监控设备，利用视频摄像头的动态可视化特点，将水产养殖及生产加工环节予以实时监控。主要建设内容包括：

①水产环境视频采集系统，实现现场环境的采集功能；②传输系统；③远程监测系统；④移动终端，通过手机等移动终端可以异地监测水产养殖场的情况。

2.4“气象预报式”信息服务系统

整合当地热线、农业信息网站资源等的水产养殖技术、水产养殖行业新闻及市场动态信息，利用网格技术、数据库异构分布技术、中间件技术、云计算技术、人工智能等技术充分融合现有的水产信息资源，采用三网融合技术，为养殖企业和养殖户提供水产养殖信息服务，解决生产管理、养殖技术推广、市场信息服务等问题。采用手机报、惠农短信、农林电视节目等信息技术手段，为养殖户提供适时的水质环境预测预报、应急防范、技术咨询服务。

3物联网技术在水产养殖方面的应用前景

虽然当前物联网在水产养殖中还未广泛应用，仅处于试验阶段，但江苏无锡市山区鹅湖镇物联网智能养鱼、苏州昆山阳澄湖渔业产业园、金坛长荡湖渔业科技示范园[8]、无锡宜兴物联网养螃蟹[9]等实验区均取得了可喜的成果，说明物联网在水产养殖方面发展潜力巨大，通过物联网技术支持，水产养殖会发展得更快。物联网是我国未来几年的重点发展产业，得到了政府的大力支持[10]，物联网技术也将在“十二五”期间快速发展，技术体系会更加完善，相关的政策会更加健全。

“十二五”规划中对水产养殖业、增殖渔业、捕捞业、加工业和休闲渔业五大产业体系做出了详细规定。其中，水产养殖在产业中所占比重被再度要求加重[11]。这就要求水产养殖向高密度、集约化发展，这就需要水产物联网技术的支持，在保持水环境质量的基础上，实行标准化养殖，对水产养殖的过程进行全程监控，保证水产养殖的规范化、标准化。水产养殖在物联网技术的支持下将会得到更快的发展。

4结语

建立水产养殖物联网系统是现代水产养殖的必然趋势。该系统可以对水产养殖过程进行测控，成为水产养殖的“管家”[12]；还可以对水产环境变化、水质状况进行监测，并准确投喂，及时增氧，对可能出现的水产疾病进行预报，及时采取措施；还可完善水产养殖生产技术，保证养殖生态系统的良性循环，进一步提高水产品质量，应对劳动力成本上升，最终可获得更好的社会效益、经济效益和生态效益。

参考文献：

[1]杨浩，古雄，孟庆民.面向水产养殖应用的物联网网关研究与设计[J].科技视界，2012，28：26-27.

[2]李道亮，王剑秦，段青玲，等.集约化水产养殖数字化系统研究[J].中国科技成果，2008，2：8-11.

[3]涂桂萍.物联网技术在现代渔业中的应用初探[J].渔业致富指南，2013，1：14-15.

[4]邓国艳，周仙.浅谈无公害水产养殖的现状与对策[J].水产科技，2005，4：25-27.

[5]张宇斯，何道婷.基于物联网技术的大东湖生态水网水质环境监测系统的研究[J].社科论坛，2012，7：312-316.

[6]尚明华，秦磊磊，黎香兰，等.温室环境信息无线监控系统设计与应用[J].山东农业科学，2012，44（10）：19-24.

[7]房元喧，王松刚.规范用药健康养殖 保障水产品质量安全[J].科学养鱼，2013，2：89.

[8]宋迁红.安徽巢湖市示范应用水产养殖物联网技术[J].科学养鱼，2012，11：48.

[9]孙小和，程启婕，赵伟.“开心池塘”养螃蟹物联网里话丰年江苏宜兴高塍物联网水产养殖基地探秘[J].通信企业管理，2011，12：52-53.

篇2

我国的水产动物营养与饲料的研究起步较晚，其教育则起步更晚。水产动物营养与饲料学只有二十多年的历史，但在这短短的二十多年中却发展很快。笔者经历了该课程的发展过程，根据所掌握的资料对其发展历史做一概述，希望对以后有关资料的整理有一定的参考价值。

一、饲料在水产养殖中的重要性

我国的水产养殖已有三千多年的历史，在长期的养殖生产中，劳动人民积累了丰富的实践经验。1958年，我国水产科技工作者总结了过去的丰富经验，归纳出了“水、种、饵、混、密、轮、防、管”八字精养法。在该精养法中，“水、种、饵”三个方面是构成水产养殖的基本要素，缺一不可。水产养殖的过程实际上就是“饵”在“水”中通过“种”转化为水产品的过程，“饵”是水产养殖的物质基础。

二、水产动物营养与配合饲料的发展简介

20世纪50年代初，美国西部营养研究所J.E.Halver等人进行对虹鳟的营养和代谢基础的研究。这是全世界第一次用配合饲料养殖虹鳟并获得成功的案例，由此带动了世界各国对鱼类营养和配合饲料的研究。我国在这方面的研究起始于20世纪50年代末，但六七十年代没有坚持下来。改革开放之后，这方面的研究才真正开展起来。鱼类营养与配合饲料的研究，也带动了甲壳动物等其他水产动物营养与配合饲料的研究。水产动物营养与配合饲料的研究促进了配合饲料的生产和水产养殖的生产，水产动物营养与配合饲料的研究和生产也促进了水产动物营养与饲料学课程的产生和发展。

三、课程设立的历史背景

随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对水产品的数量和质量的要求越来越多，这就要求水产养殖工作者在较短的时间内生产出量多质优的水产品。在当时，“八字精养法”中的“七字”（即七个方面）已经达到了相当高的水平，而“饵”成了限制高产的瓶颈。要想实现高产高效，必须解决饲料的问题。当时研究水产动物营养与饲料的人很少，这就给水产动物配合饲料的研究、生产和普及造成了很大的困难。为解决这一问题，在20世纪80年代后期，各水产院校相继将该课程列入教学计划。

四、讲课内容

在本课程的开设初期，我国的专业设置不一致，有的学校设置水产养殖专业（包括淡水和海水），有的学校设置淡水渔业专业，有的学校设置海水养殖专业，也有的学校同时设置淡水渔业和海水养殖两个专业。海水养殖专业主要讲授鲜活饲料的培养，如单胞藻、轮虫、卤虫等的培养。配合饲料所占分量较少，其中主要是虾蟹的配合饲料。淡水渔业专业则主要讲授淡水鱼的营养与配合饲料。水产养殖专业则只讲授淡、海水动物的营养与配合饲料。课程名字也不同，20世纪90年代中期开始，有学校将其改为现在的名字，到了90年代末期，很多学校将淡水渔业专业和海水养殖专业合并为水产养殖专业，此名也在大多数学校使用了。

1.营养部分

在本课程开设初期，我国对本土的水产动物的营养素需求的研究很少，相应的规律也没归纳出来。所以，这部分内容主要是理论性知识。随着我国在这方面研究的深入，在2000年前后，一些规律性的东西也逐渐显现出来了。尽管以后还会不断发展，但总的来看这部分内容已趋向成熟。

篇3

农业物联网关键性技术

农业物联网被划分为三个层次——信息感知层、信息传输层和信息应用层。基于这个层次划分，可以将物联网关键性技术概括为对应的三大类：

（一）信息感知技术

它应用于信息感知层，是物联网链条上最基础的环节，由各种传感器节点组成，主要涉及传感器技术、RFID技术、GPS技术等。在水产养殖业中，传感器技术被用于测定光照度、水体温度、溶解氧、ph值、氨氮含量、浊度等参数，而这些参数指标都会对养殖对象的生长发育、繁殖周期、产量及质量等方面产生重要的影响。RFID技术（RadioFrequencyIdentification）即射频识别，俗称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关的数据，主要应用于水产品的质量追溯。GPS技术则是基于新一代的卫星导航与定位系统，可以进行海、陆、空全方位的、实时的三维导航和定位，具备自动化、高精度、高效益等显著特点。在渔业中，GPS技术可以应用于水产品物流销售环节及质量保障体系，对养殖情况、产量、产品流向等进行实时描述和跟踪。

（二）信息传输技术

它应用于物联网信息传输层，是信息传输的必经路径。传感器通过有线或无线方式，根据多种通信协议向局域网、广域网所获取的各类数据。目前运用最广泛的是无线传感网络（WSN），它是以无线通信方式形成的一个自组织的网络系统，由部署在监测区域内大量的传感器节点组成，负责采集和发送网络覆盖区域中被感知对象的信息。

（三）信息处理技术

它是实现渔业自动化控制的基础，主要涉及云计算、专家系统、决策支持、地理信息系统等，应用于信息应用系统，负责对数据进行融合与处理，帮助信息使用者做出科学的管理决策，从而对农业生产过程进行有效控制。其中，云计算（CloudComputing）是指将计算任务分布在大量由计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取存储空间和计算能力，以提供各种软件服务。专家系统（ExpertSystem，简称ES）指运用特定领域的专业知识，通过推理来模拟人类专家，解决各种具体而复杂问题的计算机智能程序系统。决策支持系统（DecisionSupportSystem，简称DSS）是通过数据、相关模型及知识，以人机交互方式来辅助决策者进行半结构化或非结构化决策的一种计算机应用系统。地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算以及分析等运用的技术系统，属于一种特定的重要空间信息系统，主要用于空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，在渔业上可运用于质量追溯、物流跟踪等方面。目前，智能信息处理技术研究内容主要包括4个方面：1、人工智能的理论研究。它包括信息获取的形式化方法、海量信息处理的理论、方法、机器学习以及模式识别等。2、人——机交互技术与系统研究，即声音、视频、图形以及文字处理等。3、智能控制技术与系统研究。通过智能化手段，以实现人与物、物与物之间的互动与联系，如可以准确地对目标进行定位和跟踪等。4、智能信号处理的研究，具体包括信息特征识别和数据融合技术。

渔业物联网的应用意义

大力发展渔业信息化，推动信息技术与传统渔业深度融合，不断提高渔业生产经营的标准化、智能化、集约化、产业化和组织化水平，努力提升资源利用率、劳动生产率和经营管理效率，是我国渔业突破资源环境约束、实现发展方式转变和产业升级的重要出路。渔业物联网作为渔业信息化的一项关键技术，在产业发展中的应用已经起步，技术示范和应用的实践证明，渔业物联网技术可以有效地实现从手工操作向智能自动化操作转变，从粗放型、资源消耗型、数量型向精准型、资源节约型、质量型发展方向转变，对促进水产养殖集约、高效、生态和可持续发展具有重大意义。其主要作用表现在以下几点:

（一）降低人工成本

通过物联网技术和远程控制终端设备，实现了养殖设备运行的自动化和智能化。养殖人员可以随时随地获取养殖的相关信息，不必亲临现场就能实现24小时不间断地对多项指标进行实时监控，简化了日常养殖管理工作，节省了劳动力，降低了劳动强度。案例：湖北省洪湖市六合水产开发有限公司第一期建成的水产养殖物联网示范基地面积1500亩，安装了水产养殖生产环节视频监控管理系统和水质在线监测系统两个组成部分。包含8个子系统：基地视频监控管理系统、物联网监控总部总控中心和养殖基地分控中心、水质传感器采集系统、大型自动气象宏观环境监测系统、水产养殖智能化控制系统、告警子系统、防雷系统和通讯无线系统。主要示范特色养殖和蟹苗培育。经过养殖基地管理人员实验，该技术的使用，降低劳动量40%。

（二）提高经济效益

借助于相关养殖模型（如最佳养殖参数模型等）、疾病预测预警系统、专家知识库系统等，养殖人员可以更加科学合理地控制饲料的投喂量，并及时预防和控制各种疾病灾害，有效提高了经济效益。案例：安徽张林渔业有限公司建有标准化鱼塘31个，循环流水生产池5个，养殖水面达325亩，是农业部健康养殖示范场。主养黄颡鱼和翘嘴红鲌。2014年6月起，示范应用水产物联网技术，使用物联网智能投饵技术，减少饲料浪费15%；使用物联网智能增氧技术，减少电费20%，使用物联网水质在线监测技术，提高成活率30%。

（三）减少水产养殖污染

通过物联网技术的运用可以合理控制水质相关参数指标和饲料的投喂量等等，有效降低投入品消耗，减少水体污染物排放。案例：江苏泗洪县金水特种水产养殖有限公司养殖面积1.35万亩。养殖品种以河蟹为主。2013年相继完成了养殖基地的水质在线监测物联网系统，养殖过程中药物使用量降低了30%，降低了饲料投喂量，减少了因养殖水体排放对环境造成的污染，降低了养殖风险。（四）提高管理效率随着物联网的不断发展，水产养殖生产中的相关信息可以实时、快速、便捷的收集、获取和分析利用，广泛应用于水产养殖生产环境监测、生产信息管理、产品销售、质量安全追溯、加工运输、信息查询及服务等方面，有利于提高管理效率。

渔业物联网的示范与应用

（一）养殖水质环境自动监测和智能控制

良好的水质是水产养殖的必要条件，它紧密关系着水产养殖的产量、质量以及经济效益。同时，水产养殖水质环境的管理决定着水产养殖集约化程度。养殖水质环境因素主要包括水温、溶解氧、盐度、PH值、氨氮含量和浊度等。借助于各式传感器，养殖户可以实时获取水质环境的相关参数。同时，基于智能传感、无线传感网、通信、智能处理等物联网技术，可以实现集水质环境参数在线采集、无线传输、远程与自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统，使养殖户可以通过手机、PDA、计算机等信息终端，随时随地掌握养殖水质环境信息，并可以根据水质监测结果实时调整控制设备，进行科学水产养殖与管理。

（二）智能投喂和疾病预警诊断

就水产养殖而言，饲料的科学投喂无论是对养殖对象的良好生长、人类的健康饮食，还是生态环境的保护都具有重要意义。投喂量不足或者饲料搭配不合理必然会影响水生动物对饲料营养的需求，阻碍其正常的代谢繁殖，同时还会导致疾病发病率增高。不仅提升了养殖成本，还给水产品的质量安全带来一定的隐患。饲料投喂过度，则会造成水体环境的恶化，对生态环境造成污染。基于物联网、云计算、大数据等现代信息技术的运用，可建立起水产养殖精细投喂系统，对养殖模式、养殖环节、每日投喂量、投喂次数及投喂时段等进行最优化。根据传感器实时采集的相关数据，如光照、水温、溶氧量、浊度、氨氮等，可分析养殖环境因素与饲料摄取量之间的关系，以及不同养殖品种各生长阶段对营养成分的需求情况，从而建立起养殖对象在不同生长阶段的最佳投喂模式，实现按需投喂、最优化养殖。在疾病预警预测部分，可利用采集的数据对水环境趋势进行预测。通过调查和参考有关专家的意见，确定水质参数的各种边界值（如无警、中警、重警的边界点），进而可以确定每个警级的区间并进行预警。这样，养殖户便可以在第一时间获取相关养殖环境信息并及时作出处理，起到预防作用。此外，还可建立相关的疾病诊断和决策系统，针对养殖户在实际养殖生产过程中出现的病害症状进行分析，并提供相应的解决办法和处理措施。通过知识库和专家库的建立，实现资源和信息的共享及利用。一方面可以随时查询关于水产养殖的有关知识，包括水产品品种常见疾病及症状、对应处理措施以及药品信息等；另一方面还可通过与专家的在线沟通互动，及时获取相关帮助与服务。

（三）全程质量追溯和数字化

养殖管理可追溯是指通过记录的标识，对某个实体的历史、用途或者位置给予追踪的能力。水产品的质量安全可追溯主要是基于射频识别、条形码及温度传感等先进技术的应用，通过唯一的、可识别的码，对水产品从育苗、养殖、加工到物流以及销售的全过程进行信息化的管理，实现对水产品整条产业链信息的快速识别与溯源管理。水产品全过程质量追溯可具体分为以下几个系统：1.水产品智能养殖管理系统。主要针对养殖饲料的投喂、药品的使用、水产品的出入库的登记管理等；2.水产品加工管理系统。包括登记和管理水产品的来源信息、相关检疫信息和加工后的出厂信息等。3.水产品冷链物流管理系统。通过RFID温度采集标签和无线网络服务终端，采集和读取在物流过程中的水产品相关信息，并进行传输和储存。4.水产品交易零售管理系统。主要记录水产品的卖方、买方、交易场所、交易时间、交易价格等信息。5.水产品溯源查询系统。通过建立水产品质量查询追溯平台，消费者可根据购买凭证，查询到水产品从生产到销售各个环节的相关信息。

渔业物联网发展的相关思考

（一）渔业物联网发展的目标用以物联网为核心的信息技术改造、融合、渗透渔业，促进产业升级和现代渔业建设。具体的分析有以下几个具体目标。1.物联网技术和关键产品要国产化。2.降低物联网技术系统和产品的价格。3.熟化技术和产品，不断提高质量，整体技术和应用走入世界前列。4.主要通过市场对基础资源的配置作用，形成研发、制造、应用服务的渔业物联网产业。5.通过物联网技术的应用，养殖户普遍降本、减耗、增效。

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互联网促进水产养殖升级

有国外的学者认为，传统养鱼大多依赖于人工与外部环境条件，而利用大数据、云平台等互联网技术，不仅可以实现集约化养鱼，更可实现智能喂养。在“互联网+”时代，可以实现用技术替代经营，可以精确根据水温、氧饱和度等参数，进行科学、精准的投料，使喂养时间能够与氧气含量协调，减少喂食期间耗氧量的增加。

中国农业大学教授李道亮认为，当前我国水产养殖业正处于传统渔业向现代渔业转型升级的关键时期，采用物联网技术实行标准化、信息化、自动化养殖是解决水产养殖业效率低下、环境恶化、病害频发等难题的根本途径。但他同时提出，“水产养殖的物联网产业化，依然面临产业化程度低、大型企业介入少等问题。”

在四川双流县金桥镇临江村的红石渔业养殖专业合作社的“通威365”健康养殖示范场，一个鱼池接着一个鱼池，但养殖人员看上去却很悠闲。“现在养鱼，靠一部手机就搞定了”。该社理事长张其年表示，由于整个鱼塘都通过互联网与服务器连接在一起，从水质到水温、从天气到监控，都可以通过手机来完成。

“增氧设备可以通过手机按键来控制，鱼塘号码很明确，需要哪个开启，直接通过短信的形式来控制就好。”张其年告诉记者：“而且只要打开视频软件，渔场基地的每一个角落都看得清清楚楚。由于我要经常在县内外各地奔波，没有时间管理鱼塘，县水产渔政管理站推荐了一个手机养鱼模式。有了手机养鱼‘神器’，不仅方便，而且效益大大提高。”

据了解，张其年使用手机养鱼，由于节约管理成本，管理及时，其鱼塘每亩利润增加了1000多元，增幅约50%。

而这就是“互联网+”与渔业的完美结合。据通威股份信息部部长饶勇介绍，通威目前已经初步实现了3G、4G监控解决人工巡塘的问题，同时也利用在线物联网等技术，进行鱼塘溶氧和水质监测和自动投喂控制。除了在水产养殖阶段的“互联网+”，营销阶段的“互联网+”更明显。记者了解到，近期通威推出了“通威鱼认养”模式，通过移动互联网拉近用户与养殖的关系。用户认养之后，即可手机实时查询鱼的生长动态、水质的实时数据、鱼的饲喂情况等，以实现养殖过程的全程透明、可追溯，真正实现健康、安全、放心的消费。

“互联网+渔业” 思维很重要

近年来，在有关科研单位和渔业企业的努力下，智能化技术已应用于生产过程，大大提高了养殖效益和管理水平，并在全国掀起了智能化养殖热。许多地区建立了智能化养殖管理平台，一些养殖企业实现了智能化养殖。如天津在全市主要水产养殖企业建立了智能化养殖管理系统，并建立了覆盖全市主要养殖企业的管理网络。另外，在北京、广东、上海、浙江、江苏、内蒙、河南、宁夏等地区也有大批企业开展了智能化养殖系统建设，发挥出明显的增产增效作用。随着智能化养殖的广泛推广，可以全面提升我国的水产养殖水平，促进渔业转型升级和生产方式转变，实现渔业现代化。

作为传统产业，中国渔业面对的转型升级，不单是抓住电商这根救命稻草。渔业作为大农业中的分支产业，无论是顶层设计、发展模式、成长质量，从宏观到中观到微观，都存在着严重的结构性缺陷。

野蛮、粗放的制造到价值产品、价值品类、价值品牌、价值产业的智造与锻造，依靠消费互联网的上线售卖或者推广传播，解决不了渔业转型升级的根本问题，解决不了水产企业产品体系更新、渠道终端重构、推广策略精准等根本问题。

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引言

中国是水产品消费的大国，水产的养殖量占据全球的65%左右。随着工业的高速发展，水污染与水资源短缺状况越来越严重，这也使水产养殖品质得不到有效保障，严重阻碍了水产养殖的进一步发展，因此改善养殖的环境，使水产养殖业从“粗放型”向“精细化”发展，已成为水产养殖健康发展中的重要内容。水温、溶解氧、光线、酸碱度等等都会影响水产养殖。国外在研究水质检测方面发展较早，德国的WTW公司提出多参数水质检测的系统并运用到大量的传感器。这类产品状况比较稳定，集成度更高，但同时价格也比较昂贵，操作也更为复杂，因此很难在我们国家的小型企业或者家庭农业中进行推广。现如今国内的养殖人员大多使用人工取样来进行水质的检测，此种方法误差较大，时间较长。信息采集的机器也大多从国外直接购买，缺乏硬件技术的支撑，使得投入成本提升，并且研发的传感器与传感网络的抗干扰能力、稳定能力仍然不达要求[1]。无人船有容易操作、体积小、成本少、效率高等等特点。在水产养殖中使用自动巡航船就是通过使用搭载着监控设备的无人船，工作人员可以依据需要对环境进行监测，结合无线传输等技术，从而远程监控水产养殖工作。

1设备硬件与软件设计

1.1硬件与软件的结构

监控一体化的设备依据功能能够分为三个部分：自动巡航与躲避障碍的无人驾驶机动船；分析水质信息与设备监控的终端机器；供信息管理与咨询的服务平台。设备硬件包括船体、主控制板、检测水质的摄像与计算机等等。控制设备的软件有监控系统与监控平台,控制设备的软件包括有上机位监控平台（安装在终端与计算机内）和下机位监控系统（安装在主控制板内）[2]。

1.2船舶的控制板

船舶的控制板是监控系统中的重要零件，其是由两片单片机与外接的多个功能板块组合而成的，有控制水质、检测、处理数据、通信、控制船舶以及发出指令等等功能。单片机使用的是耗能少、可扩展的核心板，用来集成硬件的模板。两片单机片相互进行通信，经从单机片读取船舶的状态信息，输送给主机片。主机片在接受到信息之后，依据不同的数据来源再执行对应的处理。当检测的数据超过设置的范围或监控机器发生故障时会发出警报。keil2是研发单机片的工具，电路板研发的工具是Protel99SE。主控制板能够完成硬件系统的集成化，提升系统防水、防干扰的能力，可以确保系统的稳定，让机器更加适应水产养殖的不同环境。用户通过监控平台设置航行的时间、速度与目的地等情况，每5s自动获取数据。控制板收到指令后，向平台输送数据包，其中包括自动巡航船目前的位置与速度、周围的障碍物状况，之后控制板对信息进行分析，再对船只的控制系统发出指令，控制其向目的地前进[3]。等到自动巡航船到达目的地后，打开自动监视系统待完成工作后前往另一监控点。

1.3水质生态检测

自主制作的生态检测设备使用的是集中控制器与检测的摄像机。集中控制器位于主控制板上，包含水质检测探头控制系统、摄像机控制系统与数据的收集分析系统。前两者能够使用信号线和在水中的检测摄像机相互连接，及时的获得水体与养殖对象的生态信息；后者的系统能够对收集的数据或视频进行储存、分析与输出标准的数字等等。集中控制器使用的是大容量的储存设备与不同种的通信口，使用无线通信系统把收集的信息上传到后台，之后使用Web技术公布至互联网，以此让用户了解养殖的状况，而且为环境控制系统提供数据支持。另外，控制器能够自动识别并改正的能力。Do探头使用的是氧化电极法，依据氧分子通过富氧膜的速率来检测水中Do的数值。pH探头使用原电池法，依据电位与氢离子的对照关系计算出水的pH。这两种检测出的结果都进行温度补偿与盐度补偿。

1.4远程监控技术

用户在计算机与其他终端中装备远程监控的平台，实现计算机与监控船及终端进行通信沟通，及时查看水质生态的状况与船舶巡航的状况，并且对现场的设备进行远程的监控。监控平台使用的是分层的B/S软件，使用信息结合、图像信息压缩技术与报表优化技术等等，从而实现数据的收集、结合与远程管理等等功能。监控平台包括用户登录、控制界面、参数设置与检测船显示等等板块。平台使用融合的技术解析数据，对监测的摄像头进行科学的使用，根据优化标准把检测摄像头进行空间的互补，有利于精确了解环境的性质，深入分析动态的变化情况。并把展现技术与GIS插值分析融合应用到数据的分析中，这也使得结果更加直观，也便于对水产养殖进行科学的调整，从而满足水产养殖者的需要[4]。在水产养殖中，水位调节机器、增氧机等等设备都通过电线与控制设备相连，且都受到远程监控器的全程监控，经监控设备检测后通过无线模块向控制器提出指令，便能够控制设备的开关与其他设置，从而对养殖状况进行精细化的管理。

2试验分析

2.1条件与方法

选择某鱼塘进行监控设备的测试。无人船接受指令为2s左右，船只实际的方向与设置基本一样。35s后能够到达设定位置，定位的误差小于5m。使用监控的装置来获得检测点的水体、pH、DO与ORP的变化数值。在进行数据的收集以后，立刻用商品化仪器进行检测，并且需要更换检测的摄像头还需要进行矫正。另外，自制机器对水质的多个指标进行检测，完成检测总时长不超过一分钟，但SX751检测仪需要对采样后的水质测试，每当测试完一个数据时要改变摄像头才能继续检测，完成检测的总时长需要40分钟左右。这可能是造成检测结果有差异的原因，自制设备的性能与同类机器类似，操作简单，但机器的售价为同类的一半左右。因此自制机器的检测结果更加具备可靠性、便利性且耗时短等等优点。

2.2结果与分析